 《三思科学》电子杂志
2002年第11期 总第17期
2002年11月23日
目 录
封面
封面故事
[江华]发育、线虫、凋亡
新闻
[三思新闻编辑]11月份科学新闻
├ 量子比特的反面
├ 寻找二氧化碳的新倾倒场
├ 分子马达有了开关
├ 从珊瑚礁中追寻气候变化
├ 西雅图面临海啸威胁
├ 除草剂使蛙类雌雄同体
├ 缺少金属的恒星
├ 丙肝患者的新希望
├ 世界10大健康杀手
├ 拿破仑死于胃癌
├ 银河系中心的黑洞在挨饿
├ 钚也是超导体
├ 没有心情，就不会胖
└ 可怕的东西有助于记忆
求知
[九歌]鸟类漫话--攀禽(一)
[九歌]生物色趣谈
[叶平安]感冒，意味着什么
[逍遥]终极巫术--疯牛病小传(三)
[文木]手性之谜--左还是右(一)
(二)、(三)
[李淼]弦论通俗演义(二十四)
(二十五)、(二十六)
译述
[J.Bice]神创论者的圣战
[M.Shermer]痴迷于磁力
[T.Reichhardt]在这个世界之外
[J.Lee]白色瘟疫--结核病
博物
[九歌]戴胜
[佳肴]三角龙
故事
[李淼]Sokal事件和Bogdanov
兄弟事件(上)
观点
[赵南元]基因噩梦乃人为编造
[方舟子]中国科学普及面临的挑战
历史
[高山]量子(三)--正统观点
[方舟子]凯特威尔的蛾子
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生物色趣谈
 九歌
如果将透明也算在内的话，那么所有的生物都具有颜色。事实上在自然界中绝大多数的具体的物质都是有颜色的。但是生物的颜色具有其特定的功能，它是生物适应环境的产物或者方式之一。生物的种类或性别不同可能就会有不同的颜色，有的色彩单调而乏味，有的色彩多样而动人。有读者在阅读了本杂志往期《恐龙的颜色》后也希望系统地简介一下生物的颜色，以便有个更加全面的认识，因此本文将在这里就生物的颜色在生物学上的意义来介绍有关的常识。
生物色的种类 依据着色成因我们可将生物色划分为两个大类，即化学色和物理色，物理色亦称结构色。化学色是由那些个生物体的化学物质所引起的颜色，一般我们将这种着色物质称之为色素。如菜叶的绿色来自其体内的叶绿素，胡萝卜的红色则来自其体内的胡萝卜素，植物方面重要的色素还有一些醌类色素和黄酮类色素。再如多种动物的肉冠和舌头的红色来自其体内的血红素，动物方面这类重要的色素还有大名鼎鼎的黑色素、螵呤色素、喋呤色素或由从植物那里转移过来的植物色素。
物理色或结构色并非来自生物体内，它和色素着色是没有关系的，而是由生物体的亚显微结构所导致的颜色，正确地说它是一种光学效果。这和肥皂泡在阳光下呈现出绚丽的光彩的原理是一样的。在生物体表，那些细微的层次或颗粒使光线发生反射或散射，从而产生出连续的色谱带光色出来，这种特殊的颜色效应下出现的颜色就是生物的结构色。如乌鸦身上的金属光泽、闪蝶翅膀奇异的颜色、鸽子颈部变化着的蓝绿色等。
左图：闪蝶有着极强的蓝色金属光泽，这种蝴蝶在我国没有分布，事实上它们仅分布在南美。
右图：一只尺蛾的幼虫，其体色看上去与树枝没什么区别。
在环境中，体表颜色和纹饰能与环境混合在一起的通常更容易存活下来，这类生物中最有代表性的是昆虫，它们的数量多，往往是鸟类等其它食虫类动物的捕食对象。如果其体色能与枝叶、树皮、草、石子甚至是鸟粪等相近，那么它们被捕猎者发现的机会就越少。如在盛夏，草地上的蝗虫通常为绿色，而在较短的草地上，许多蝗虫则与泥土的颜色非常接近。在这一过程中，捕食者也会通过一些后天的学习来识别一些昆虫的隐蔽色，那些辨别能力越强的捕食者获得生存的机会就越大，这样经过若干世代，那些个因趋于变异和分化的昆虫中有更好隐蔽色的一些则得以继续繁衍，在这里我们可以看到共同进化的一个有意义的模式。
眼斑是生物中一大类隐蔽纹饰，如些鳞翅目的昆虫和海洋中的某些鱼类，在它们的翅上或身体靠后的一些部位往往有类似哺乳动物的眼睛一样的大斑纹，这种斑纹可以吓退一部分捕食者，一部分可以转移捕食者的视线，从而让后者的捕食落空。当一只小鸟靠近蝴蝶而蝴蝶突然打开翅膀时，眼斑可以使小鸟在短时间内产生恐惧而逃遁。而另一些胆大的鸟类虽然不惧怕这种惊吓，但往往首先会去攻击眼斑。有意思的是，这种带转移目标的眼斑通常不会很大，但它却可以使蝴蝶或鱼的重要部位逃过攻击。实验表明，眼斑部位比身体上的其它部位更易遭到攻击，常会留下被攻击过的痕迹。一些生态学家曾经拿无眼斑的大翅昆虫做实验也得到了证明，他们在一些昆虫翅上分别画上大小不同的眼斑再放出去，从而证实了较小眼斑转移捕食者视线的作用。
上图：眼蝶的眼斑看上去像是脊椎动物的眼睛
下图：这只海蛞蝓鲜艳的颜色在告诉图谋不轨者：别惹我！
另有一类生物并不具有很强的隐蔽色，相反却是十分鲜艳的颜色。这种颜色不仅不会因过份暴露自己而产生危害，相反会让一些捕食者对其望而生畏。这个主要基于如下这个事实，捕食鲜艳色同类的动物的捕猎者通常是依靠视觉来完成获得食物的过程的，一般会是一些鸟类或哺乳类等较高等的动物，这些较高等的动物多会在狩猎过程中吸取经验教训。当一只鸟捕食一只有醒目鲜红色斑点的蝽蟓时，后者强烈的臭分泌的恶臭会弄得小鸟痛苦不堪，小鸟通常会找一个地方在一个相对较长的时间内去缓解这种痛苦，当然它们也记取了这一次教训，下一次当它再次遇到同样的蝽蟓时恐怕宁可饿死也不会去碰那个可恶的家伙。这样通过同类中较少的牺牲就赢得了大部份同类的生存机会。这方面最有名的就是生活在中、南美一带的箭毒蛙和世界性分布的黄蜂。当然也有些冒充者，它们也会通过这种模仿来的色彩去吓唬它们的天敌，而模仿者一定是生活在有“正版”种区域内的物种。
上图：乌贼可以在很短的时间内改变身体的颜色
下图：这些漂亮的家伙是丽盾蝽，它们也是有恶臭的昆虫。
通过身短时间内改变颜色来适应环境是某些动物的一种很特殊的适应方式，这方面大家知道得最多的就是变色龙和一些海生软体动物（如头足类的乌贼和章鱼）等。我们先来看看头足类的变色机制：在这类动物体内可由一个有弹性的囊状细胞和2-20条辐射肌纤维构成，当肌纤维收缩时，中央的色素细胞就会被拉开，动物体颜色随即加深，反之，色素细胞缩小，动物体颜色就会变浅。至于什么时候会去改变其体色和如何去控制，一般在紧急情况下或环境条件的改变甚至是动物自身情绪的变化都可能引起体色的改变，乌贼通过神经系统来控制这一种过程，另有头足类会分泌5-羟色胺辅助控制色素细胞。再来看看爬行动物的变色机制：这类动物不像头足类那样由肌纤维做控制，而是在具黑色素细胞的周围分布着一些突起，然后延伸到其它的细胞之间，当黑色素沿着这些突起向外做扩散运动时，动物体色就会加深，而当黑色素集中起来时，动物体色就会变浅。爬行动物色素细胞的调节比头足动物要复杂得多，有些是受内分泌系统的控制，如安乐蜥属的种类，而变色龙则是爱神经系统的控制，介于这二者之间的是角蜥属的动物。顺便说说，那些较低等的动物的变色很多是受激素控制的，如一些虾类和某些鱼类及两栖类，通常这类动物的变色过程所需的时间会长一些，如有些饲养观赏鱼的人就发现在有一个较长时间的黑暗过程之后突然打开灯光，会发现某些观赏鱼的颜色较平时要深出一些。
变色是一个非常普遍的现象，同一个体不同发育阶段上有颜色的差异，养过蚕的朋友对这一点是非常熟悉的。白头鹎头上那个著名的白色大斑会随着年龄的增长越来越白，而八哥等鸟类的眼睛随着年龄的增长会越来越红。某些动物在不同的时间段体色会交替变化，如招潮蟹白天深夜晚浅，雷鸟和雪兔在夏季与冬季会使人们错认为是两种不同的动物。有些我们可以通过改变环境色来强迫一些动物改变自己的体色，如同一种金鱼，一组放在透明鱼缸内，另一组放在有墨绿釉内壁的瓦缸内，经过一段时间后，后者的颜色要深出很多，事实上人们会将自己的珍贵鱼在参展前置于较暗的环境中放上一段时间就是利用了这一点。
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九歌的生物天地 大自然社区
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